高中化学物质检验实验方案的设计填空题

某工业废水仅含下表中的某些离子，且各种离子的物质的量浓度相等，均为0.1mol/L（此数值忽略水的电离及离子的水解）。

阳离子	K^+   Ag^+   Mg^2+   Cu^2+   Al^3+   NH4^+
阴离子	Cl^-   CO3^2-   NO3^-   SO4^2-   SiO3^2-   I^-

甲同学欲探究废水的组成，进行了如下实验：
Ⅰ、取该无色溶液5 mL，滴加一滴氨水有沉淀生成，且离子种类增加。
Ⅱ、用铂丝蘸取溶液，在火焰上灼烧，透过蓝色钴玻璃观察，无紫色火焰。
Ⅲ、另取溶液加入过量盐酸，有无色气体生成，该无色气体遇空气变成红棕色。
Ⅳ、向Ⅲ中所得的溶液中加入BaCl₂溶液，有白色沉淀生成。
请推断：
（1）由I、Ⅱ判断，溶液中一定不含有的阳离子是                  。
（2）Ⅲ中加入盐酸生成无色气体的离子方程式是                  。
（3）甲同学最终确定原溶液中所含阳离子有             ，阴离子有            ；并据此推测原溶液应该呈      性，原因是            （请用离子方程式说明）。
（4）在100mlHNO₃和H₂SO₄的混合溶液中，两种酸的物质的量浓度之和为0.6mol/L。向该溶液中加入足量的铜粉，加热，充分反应后，所得溶液中Cu²⁺的物质的量浓度最大（反应前后溶液体积变化忽略不计)，则H₂SO₄和HNO₃两种酸的物质的量浓度之比为           。

某工厂的电镀污泥中含有铜、铁等金属化合物。为实现资源的回收利用并有效防止环境污染，设计如下工艺流程：

（1）酸浸后加入H₂O₂的目的是          。调pH步骤中加入的试剂最好是        （填化学式）。实验室进行过滤操作所用到的玻璃仪器有              。
（2）煮沸CuSO₄溶液的原因是                 。向CuSO₄溶液中加入一定量的NaCl、Na₂SO₃，可以生成白色的CuCl沉淀，写出该反应的化学方程式            。
（3）称取所制备的CuCl样品0.2500g置于一定量的0.5mol·L^-1FeCl₃溶液中，待样品完全溶解后，加水20mL，用0.1000mol·L^-1的Ce（SO₄）₂溶液滴定，到达终点时消耗Ce（SO₄）₂溶液25.00mL。有关的化学反应为：Fe^3＋＋CuCl＝Fe^2＋＋Cu^2＋＋Cl^－，Ce^4＋＋Fe^2＋＝Fe^3＋＋Ce^3＋。计算该CuCl样品的质量分数  。
（4）Fe³⁺发生水解反应Fe^3＋＋3H₂OFe(OH)₃＋3H^＋，该反应的平衡常数表达式为           。

B. [实验化学]
某化学小组设计以下实验步骤与操作来定性检验茶叶中含有的少量钙、铁、铝三种元素。
已知Ca²⁺、Al³⁺、Fe³⁺完全形成相应氢氧化物沉淀的pH如下表：

	Ca(OH)2	Al(OH)3	Fe(OH)3
pH	≥13	≥5.2	≥4.1

（1）步骤①中加入盐酸的作用是                                                
（2）步骤②中调节pH至6～7的目的是                                         
（3）沉淀X所含主要物质的化学式为                                           
（4）写出步骤③中发生反应的离子方程式                                        
（5）试剂A为         ；试剂B为铝试剂，加入该试剂后的实验现象是           

现有A、B、C、D、E五种可溶强电解质，它们在水中可电离产生下列离子（各种离子不重复）。

阳离子	H^+、Na^+、Al^3+、Ag^+、Ba^2+
阴离子	OH^-、Cl^-、CO3^2-、NO3^-、SO4^2-

 
已知：①A、B两溶液呈碱性； C、D、E溶液呈酸性。
②向E溶液中逐滴滴加B溶液至过量，沉淀量先增加后减少但不消失。
③D溶液与另外四种溶液反应都能产生沉淀。
试回答下列问题：
（1）A溶液呈碱性的原因是                         （用离子方程式表示）。
（2）写出E溶液与过量的B溶液反应的离子方程式                          。
（3）若25°时C、E溶液pH=4，则E溶液中水电离出的氢离子浓度是C溶液中水电离出的氢离子
浓度          倍。
（4）将C溶液逐滴加入等体积、等物质的量的浓度的A溶液中，反应后溶液中一价离子（+1或-1）
浓度由大到小的顺序为：                                  。

有一包白色固体，可能含有CaCO₃、Na₂SO₄、KNO₃、CuSO₄、BaCl₂五种物质中的一种或几种。现进行如下实验：
①取少量固体粉末，加入盛有足量水的烧杯中，充分搅拌静置后，底部白色沉淀，上层为无色溶液；
②继续往烧杯中加入足量稀硝酸，白色沉淀完全消失；并有气泡产生。
③取少量②中溶液滴加Ba（NO₃）₂溶液，有白色沉淀生成，再加入稀硝酸，沉淀不溶解。
（1）根据以上实验现象可知，该白色固体中一定含有             ，（填化学式，下同）一定不含有             ，可能含有          。
（2）若要检验未确定的物质是否存在，请说明如何操作（包括现象和结论）。
_____________________________。

某混合物A，含有KAl(SO₄)₂、Al₂O₃和Fe₂O₃，在一定条件下可实现下图所示的物质之间的变化：

据此回答下列问题：
（1）I、II、III、IV四步中对于溶液和沉淀的分离采取的方法是               。
（2）根据上述框图反应关系，写出下列B、 D所含物质的化学式
固体B                       ；沉淀D                       。
（3）写出①、②反应的离子方程式：
①                                                          ；②                                                          ；
（4）以Fe₂O₃为原料，可制备FeCl₂溶液，请写出有关的化学反应方程式，试剂任选。
                                                                                     

某中学化学兴趣小组为了调查当地某一湖泊的水质污染情况，在注入湖泊的3个主要
水源的入口处采集水样，并进行了分析，给出了如下实验信息：其中一处水源含有A、B两种物质，一处含有C、D两种物质，一处含有E物质，A、B、C、D、E为五种常见化合物，均由下表中的离子形成：

为了鉴别上述化台物。分别完成以下实验，其结果是：
①将它们溶于水后，D为蓝色溶液，其他均为无色溶液；
②将E溶液滴入到C溶液中出现白色沉淀，继续滴加，沉淀溶解；
③进行焰色反应，只有B、C为紫色（透过蓝色钻玻璃）；
④在各溶液中加入硝酸锁溶液，再加过量稀硝酸，A中放出无色气体，C、D中都能产生白色沉淀：
⑤将B、D两溶液混合，未见沉淀或气体生成。
根据上述实验填空：
（1）写出B、D的化擎式：B________，D________。
（2）将含I mol A的溶液与含l molE的溶液反应后蒸于，仅得到一种化台物，该化合物的化学式为______。
（3）在A溶液中加入少量澄清石灰水，其离子方程式为________________。
（4）C常用作净水剂，用离子方程式和适当文字说明其净水原理_____________。
（5）若向含溶质lmol的C溶液中逐滴加入Ba(OH)₂溶液，生成沉淀质量最大为______________g。

（1）滑石一种硅酸盐矿物，其化学式为Mg₃Si₄O₁₀(OH)₂，用氧化物的形式表示为           。
（2）除去下列物质中所含杂质（括号内为杂质），写出除去杂质的试剂。
①Fe₂O₃(Al₂O₃)              ②NO(NO₂)             
③Cl₂ (HCl)                ④FeCl₃ (FeCl₂)            
（3）用铝箔包裹0.1mol金属钠，用针扎若干小孔，放入水中，完全反应后，用排水取气法收集到标准状况下气体的体积是_________（填字母序号）
a．1.12L          b．＞1.12L          c．＜1.12L

某地煤矸石经预处理后含SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃，一种综合利用煤矸石制取绿矾(FeSO₄·7H₂O)的工艺流程如下图所示。

（1）过滤操作需要用到的玻璃仪器除了烧杯、玻璃棒还有_____________。
（2）写出所选试剂X、Y的化学式：X_______________，Y_____________。
（3）滤液B中含的阴离子有_____________(写离子符号)。
（4）滤渣SiO₂可制取木材防火剂，该防火剂的化学式为______________。
（5）由溶液D转化为溶液E的离子方程式为：______________。
（6）根据图中数据，计算出原40g煤矸石中Fe₂O₃的质量分数为_____________。（假设适量均为恰好反应）

榴石矿石可以看作由CaO、FeO、Fe₂O₃、Al₂O₃、SiO₂组成。工业上对其进行综合利用的流程如下：

（1）溶液Ⅰ中除了Ca²⁺外，还可能含有的金属阳离子有__________________；
（2）步骤③中NaOH参加反应的离子方程式____________________________，鼓入空气并充分搅拌的目的是(用化学方程式表示)____________________；
（3）在工业生产中，步骤④通入过量CO₂而不加入盐酸的原因是_____________________。

《科学》曾评出10大科技突破，其中“火星上‘找’到水的影子”名列第一。水是一种重要的自然资源，是人类赖以生存不可缺少的物质。水质优劣直接影响人体健康。海洋是化学资源宝库，海洋资源的综合利用具有广阔的前景。人类把海水淡化，就可以得到大量的饮用水，常规蒸馏法，技术和工艺比较完备，但也存在较大缺陷，大量推广离子交换法和电渗析法。
（1）天然水在净化处理过程中加入明矾做混凝剂，其净水作用的原理是_________(用离子方程式表示)
（2）家庭用水可以用肥皂水检验其硬度，因为               。家用净水器中装有活性炭和阳离子交换树脂(NaR)，用过的阳离子交换树脂放入          中可再生。
（3）电渗析法淡化海水的示意图如图所示，其中阴(阳)离子交换膜仅允许阴(阳)离子通过。阳极的主要电极反应式是________________。在阴极附近加入无色酚酞，看到的现象是__________________。淡水的出口为________(填“a”“b”或“c”)。

（4）利用海水制得的食盐，制取纯碱的简要过程如下：向饱和食盐水中先通入气体A，后通入气体B，充分反应后过滤得到晶体C和滤液D，将晶体C灼烧即可制得纯碱。
①滤出晶体C后，从滤液D中提取氯化铵有两种方法：
方法一、通入氨，冷却、加食盐，过滤；
方法二、不通氨，冷却、加食盐，过滤。
对两种方法的评价正确的是(选填编号)_____________。
a．方法一析出的氯化铵纯度更高          b．方法二析出的氯化铵纯度更高
c．方法一的滤液可直接循环使用          d．方法二的滤液可直接循环使用
②提取的NH₄Cl中含有少量Fe^2＋、SO₄^2―。将产品溶解，加入H₂O₂，加热至沸，再加入BaCl₂溶液，过滤，蒸发结晶，得到工业氯化铵。加热至沸的目的是___________。滤渣的主要成分是_______________、____________________。

某强酸性溶液X中含有Ba²⁺、Al³⁺、NH₄⁺、Fe^2＋、Fe³⁺、CO₃^2—、SO₃^2—、SO₄^2—、Cl^—、NO₃^—中的一种或几种，取该溶液进行连续实验，实验过程如下：

（1）上述离子中，溶液X中除H^＋外还一定含有的离子是                       ，不能确定的阴离子是             ，若要用实验证明该离子存在，其化学方法是                           ；
（2）写出下列反应的离子方程式：
①中生成气体A：                                                  ，
②生成沉淀I：                                                  。
（3）假设测定A、F、I均为0.01mol，10mL X溶液中n（H^＋）＝0.06mol，且不能确定含有的离子只有一种。当X溶液中不能确定离子是_________，沉淀C物质的量___________。

某溶液仅含下表中的某些离子，且各种离子的物质的量浓度相等，均为0.1 mol/L(此数值忽略水的电离及离子的水解)。

阳离子	K^＋Ag^＋Mg^2^＋Cu^2^＋Al^3^＋NH4^+
阴离子	Cl^－CO3^2- NO3^- SO4^2^－I^－

甲同学欲探究废水的组成，进行了如下实验：
Ⅰ.取该无色溶液5 mL，滴加一滴氨水有沉淀生成，且离子种类增加。
Ⅱ.用铂丝蘸取溶液，在火焰上灼烧，透过蓝色钴玻璃观察，无紫色火焰。
Ⅲ.另取溶液加入过量盐酸，有无色气体生成，该无色气体遇空气变成红棕色。
Ⅳ.向Ⅲ中所得的溶液中加入BaCl₂溶液，有白色沉淀生成。
请推断：
（1）由Ⅰ、Ⅱ判断，溶液中一定不含有的阳离子是________________。
（2）Ⅲ中加入盐酸生成无色气体的离子方程式是________________。
（3）甲同学最终确定原溶液中所含阳离子有_______，阴离子有______；并据此推测原溶液应该呈______性，原因是________________(用离子方程式说明)。
（4）另取100 mL原溶液，加入足量的NaOH溶液，此过程中涉及的离子方程式为__________。充分反应后过滤，洗涤，灼烧沉淀至恒重，得到的固体质量为________g。

过碳酸钠（2Na₂CO₃·3H₂O₂）俗称固体双氧水，是一种集洗涤、漂白、杀菌于一体的氧系漂白剂。某兴趣小组制备过碳酸钠的制备流程如下：
（注：BC-1、BC-2均为稳定剂，其中BC-1是由异丙醇和三乙醇胺按一定比例混合而成）
（1）结晶过程中加入氯化钠、搅拌，作用是      。
（2）加入BC-2稳定剂与工业纯碱中含有的Fe³⁺ 杂质生成稳定的配合物的目的是   。
（3）洗涤抽滤产品，应选用合适的洗涤试剂是      （填写序号）。

A．饱和氯化钠溶液

B．水

C．异丙醇

D．碳酸钠饱和溶液

（4）工业上常以活性氧的质量分数[ω(活性氧)＝16 n(H₂O₂) / m(样品) ×100﹪]来衡量过碳酸钠产品的优劣，ω≥13﹪为优等品。现将0.2000g某厂家生产的过碳酸钠样品（所含杂质不参与后面的反应）溶于水配成溶液，加入适量稀硫酸酸化，再加入足量KI，摇匀后静置于暗处，充分反应后加入少量淀粉试剂，用0.1000mol/LNa₂S₂O₃溶液滴定到终点，消耗Na₂S₂O₃溶液33.00mL。（已知：2Na₂S₂O₃＋I₂=Na₂S₄O₆＋2NaI），通过计算判断样品是否为优等品(写出计算过程)。

某无色溶液中含有K⁺、Cl^-、OH^-、SO₃^2-、SO₄^2-，为检验溶液中所含的各种阴离子，限用的试剂有：盐酸、硝酸、硝酸银溶液、硝酸钡溶液、溴水和酚酞试液。检验其中OH^-的实验方法从略，检验其他阴离子的过程如下图所示。

请回答下列问题：
（1）白色沉淀A与试剂②反应的离子方程式是__________________________________。
（2）无色溶液C中加入试剂③的主要目的是____________________________________。
（3）试验中若只加试剂③而不加试剂②，对实验的影响是_______________________。
（4）气体E通入试剂④发生反应的离子方程式是__________________________________。